基于云平臺的實踐教學資源質量監控模型

陳彥萍， 王忠民， 孫韓林， 牛曉晨， 舒新風

(西安郵電大學 計算機學院, 陜西 西安 710121)

?

基于云平臺的實踐教學資源質量監控模型

陳彥萍， 王忠民， 孫韓林， 牛曉晨， 舒新風

(西安郵電大學 計算機學院, 陜西 西安 710121)

針對國內高校在實踐教學過程中存在的問題,本文提出一種基于云平臺的實踐教學資源共享管理與質量監控模型, 通過采用云計算技術進行實踐教學資源的共享，并利用云平臺中搜集的關于實踐教學各個環節的數據，在此基礎上對教學質量進行監控，從而能夠更快地發現問題，解決問題，也為相應的管理機構提供綜合的決策依據。

實踐教學； 云平臺； 質量監控

0 引 言

當前，大部分的實踐教學活動在相關的專業實驗室完成。傳統上，不同學科的實驗室分開建設，根據本學科實際需求，實驗設備配置有不同的軟硬件資源。這種建設模式會導致一系列問題，如種類較多，實施環節復雜，內容涉及廣泛，這些特點決定了對其進行質量監控的難度較大，這是一個共性問題[1]。具體來說，我們認為現在的國內高等教育實踐教學過程中存在以下一些問題：

(1) 實踐資源建設和共享問題。在硬件上，由于實踐設備和場地不足，使得實踐教學條件難于滿足學生的各種實踐學習要求；實驗室的利用率嚴重不均勻，且實踐教學的展開受到時間、設備的限制；在軟件上，各種操作軟件只能在實驗室提供，各種實驗項目的優秀成果沒有平臺進行展示和交流。

(2) 實踐教學和理論聯系問題。 由于條件限制，教師的理論授課不能和實踐操作同步進行，同時學生的實踐學習也往往在時間上滯后于理論教學，影響了實踐教學的效果。

(3) 實踐教學的組織管理問題。實踐教學的資源管理、場地管理、過程管理、檔案管理等制度不夠完善，信息挖掘力度不夠，不能滿足教師、教學管理者的綜合分析、決策需求。

(4) 實踐教學的質量監控問題。沒有建立規范的實踐教學過程的監控辦法，教學質量評價體系不明確，實踐教學的質量難以保證。

本文提出基于云平臺的實踐教學資源共享管理模式與質量監控機制, 針對實踐教學的基本狀態數據進行監控，并在此基礎上進行智能化分析、為學校和上級管理部門提供可靠的決策依據。

1 國內研究現狀分析

如何利用云平臺在高校教學中發揮更大作用,是現在高校教學改革關注的熱點問題之一。一方面,大量文獻關注如何在云平臺上更好地進行資源共享,例如:文獻[2] 利用云計算技術，研究教學資源和網絡學習的云服務模式和云支持環境,并構建一種新的云服務架構。文獻[3]充分利用世界大學城空間(http://www.worlduc.com/)的實時記錄、交互便捷、易學易用等特點，職業院校構建基于云平臺的網絡管理體系。基于世界大學城空間的現有功能，進行再次開發，實現了教學管理數據的收集、整理與存儲。文獻[4]在研究云計算技術的基礎上提出了實踐教學私有云平臺構建模型， 并運用開源框架Eucalyptus 和gridsphere 對實踐教學私有云平臺提出了設計與實現。另一方面, 在如何利用云平臺進行質量監控研究方面， 文獻[5]從云計算技術及依托世界大學城云計算的職教新干線教育教學質量管理內涵著手，理論與實踐相結合，在內涵分析的基礎上，從教務管理欄目設置、教學實施欄目設置、教學檢查欄目設置原則、教學反饋評價欄目設置、教師管理欄目設置、教學活動欄目設置、教學研討專區設置等七個方面實踐依托世界大學城云計算的職教新干線平臺在教學質量管理中的應用。但是文獻[5]主要針對教師的教學活動進行管理，未涉及云平臺下的實踐教學的質量監控機制。此外，還有一些文獻[6-9]討論了如何利用數據挖掘技術對高校教學質量評價數據進行分析、理解。文獻[10]給出了學校在實踐教學質量監控具體實施過程中，依據學校定位和人才培養目標進行了地方本科高校實踐教學質量監控體系的探索與實踐，不斷完善，構建了適合學校發展的全方位、全過程、全員性實踐教學質量監控體系。總的來說，這些前期工作都有借鑒意義，但目前還缺乏如何在云平臺下對實踐教學質量管理的有效方法。

2 資源共享管理模式及監控平臺設計思路

云計算是一種新型的IT資源交付方式，其核心特點在于資源的池化以及按需提供，即將各種IT資源(CPU、存儲、網絡等)納入統一的資源池中進行集中管理，并按照需求提供給用戶使用；用戶則用云終端(如瀏覽器)通過網絡接入云，獲得并使用任意所需的計算、存儲等資源。虛擬化是云計算中的一個關鍵技術，它在硬件資源池的基礎上，通過虛擬化軟件，給用戶隔離出一個獨立的虛擬環境空間。云計算的特點和優勢主要表現在：

(1) 以用戶為中心。用戶可以在任何時間、任何地點以某種便捷的方式安全地獲得云服務；

(2) 以任務為中心。合理配置資源，為用戶提供強大的運算、存儲等能力，完成各種業務需求；同時，用戶可以方便地與合作者共同規劃、執行任務，并隨時隨地進行有效的交流；

(3) 性價比高。云中的資源高度共享，并按需提供給用戶使用，有效降低了使用成本；

(4) 智能化。通過分析、挖掘存儲在云中的數據(包括用戶數據和云平臺運行的相關數據)，可為用戶業務和云平臺優化等的決策提供智能化的支持。

本文擬采用云計算技術進行實踐教學資源的共享，并利用云平臺中搜集的關于實踐教學各個環節的數據，在此基礎上對教學質量進行監控，從而能夠更快的發現問題，解決問題，也為相應的管理機構提供綜合的決策依據。

2.1 基于云平臺的實踐教學資源共享管理

(1) 云平臺中可以共建共享除實驗、實訓外，還包括課程設計、課程論文、專業綜合能力實踐(含畢業論文、畢業設計)等實踐性教學環節的各種優質教學資源。如何在云平臺中,圍繞著提高實踐教學質量這個目標,選擇哪些資源進行共享及管理,這是本課題的基本研究內容。

(2) 通過云計算技術提供個性化的實踐教學平臺使得教師和學生可以更方便的利用實踐資源，隨時隨地的進行操作和共享。同時，解決對實驗室的人和設備進行統一管理，避免重復建設，保證實踐質量等。

(3) 提供對實驗數據、實驗結果、實訓項目、畢業設計等實踐教學成果進行共享和管理的安全、可行方案。各種數據存放在云中，使用的應用軟件也在云中，云會對數據進行自動備份，降低因實驗室計算機癱瘓帶給資源共享的影響。

2.2 基于云平臺的實踐教學質量監控機制

(1)從實踐教學的整個周期(申請、批準、實施、考核、撤銷)入手，形成有效的實踐教學的實施模式。針對各個環節的檔案進行有效分類和管理，為質量監控提供可靠的依據。

(2)教學管理者(教學督導組，教務部門，上級主管部門)可以查看實踐教學課題能否培養學生動手能力；看教師能否做到每次課都有目的、有要求，檢查是否指導到位；檢查通過實驗、實訓教學，學生能否掌握一種實踐操作技能。通過查計劃，查課題，查實踐教學中的指導過程，來評價實踐教學質量。

(3)通過云平臺對課堂互動各環節中出現的關注度較高的話題，自動形成“熱點”及時反饋給教師；實現自動評分和抄襲檢測，通過實時反饋及時“點撥”學生學習；可實現將學生的上課、學習掌握等情況向任課教師、教學管理者和家長等即時反饋。

(4)采集反映實踐教學狀態的基本數據，建立教學基本狀態數據庫。及時分析實踐教學狀況，建立教學基本狀態數據庫，充分發揮狀態數據在監控教育質量和本科教學評估工作中的重要作用，并為學校的高層決策提供重要依據。

3 基于云平臺的實踐教學管理系統模型

該模型的設計考慮到多個角色的需要：

(1) 對于學生來說，龐大的實踐課程題目、老師點評以及同學共享，讓學生完全自主掌控學習節奏，有針對性地“查漏補缺”，尤其是云平臺的及時性特點，不僅能讓學生自己及時對自己的問題進行修正，還能快捷地獲得同學、老師的點評和提醒。此外，無論學生身在何處，同時使用實驗設備的學生可以通過云進行交流合作，共同完成實驗任務。

(2) 對任課教師而言，無論其身在何處可以通過云平臺提供的實踐教學平臺，看到學生使用實驗設備進行實驗的情況，還可以對學生的實驗進行實時指導。同時，教師也可以發現學生的興趣和需求，并對這些興趣和需求給予及時的引導和促進，這樣，云平臺不僅在師生之間架起了溝通交流的橋梁，還為學生提供一個良好開放的創新平臺。

(3) 對于教學管理者(教學督導組，教務部門)來說，利用云平臺可以實時組織人員不間斷對實踐教學進行巡視督察，注重收集學生的反饋意見，發現不良現象和存在的問題，及時調整解決。

(4) 對于學生家長來說，可以通過多實踐題目及其完成情況的信息共享，追蹤學生在校的學習情況，和老師就學生的學習需求即時交流。

基于這種考慮, 本文提出的基于云平臺的實踐教學質量管理系統模型如圖1所示。

圖1 基于云計算的實踐教學質量管理系統模型

本系統主要包含4個模塊：

? 教學資源共享模塊。實現優質教學資源的共建共享管理，包括課件，視頻，公開課，優秀項目展示等功能。

? 質量監控模塊。搜集實踐教學過程中的各種質量數據，在此基礎上進行綜合分析，找出教學環境中存在的主要問題并及時整改，進而達到對教學過程進行質量監控的目的。

? 個性化實踐教學平臺提供模塊。針對學生的專業和年級，提供個性化的實踐教學平臺；針對教師的講課內容，提供個性化的實踐授課平臺。使得學生和教師的實踐需求不受時間和地點的限制。更好地保證教師的教學效果，提高學生的實踐操作水平。

? 信息交流模塊。為學生、教師、教學管理者、家長提供一個課堂外的信息共享和交流的平臺。學生之間進行學習心得互相討論，學生和教師之間也可以就學習難點進行互動，此外教師和教學管理部門負責人也可以針對實踐教學中的問題進行討論，最后，家長也可以和教師進行關于學生培養相關的討論。

系統的4個模塊以按需提供的松耦合方式使用，根據登錄系統角色的不同實時整合資源，提供相應的服務。這種方式也極大地提高了各種資源的利用率。

4 結 語

目前，計算機實踐教學平臺的相關研究已經是高校教學改革的一個重點方向[11-15]。本文研究基于云平臺的、以實踐教學為管理內容、以教學資源共享為基礎、以多角色交流為手段、以整個教學運行過程監控為核心的實踐教學管理模式。下一步我們主要圍繞下面的要點展開相關工作:①建立基于綜合實踐教學的優質教學資源共建共享平臺；②建立有效的云平臺實踐教學管理模式；③基于云平臺的實踐教學過程中多角色的質量監控機制。并在此基礎上開展有針對性的基于云平臺的實踐教學實驗(基于云計算技術對我校軟件類課程的實踐教學環節進行改革)實現基于云平臺的軟件類課程實踐環節的全過程監控與管理。

[1] 樊光輝. 云計算技術在高校實踐教學中的應用研究[J]. 電腦編程技巧與維護,2012(22)：125-126.

[2] 崔虹燕,韓金倉. 基于云模式的優質教學資源服務平臺建設研究[J]. 現代情報,2013(1):43-46.

[3] 舒均杰,隆 平,田偉軍,等. 教育云平臺在職業院校教學管理中的應用[J]. 中國教育信息化,2014(4):54-57.

[4] 徐鵬,王麗娟,文星躍. 高校實踐教學質量監控的探索與實踐[J]. 綿陽師范學院學報,2007(10):31-34.

[5] 符燕津. 基于云計算的職教新干線平臺在教學質量管理中的應用[J]. 中國教育信息化,2012(15):88-90.

[6] 姜文秀. 數據挖掘技術在高校教學質量監控與評估系統中的應用研究[D].南京：南京理工大學,2012.

[7] 丁元明. 數據挖掘技術在高校教學質量評估中的應用研究[D].上海：華東師范大學,2006.

[8] 耿三靖. 數據挖掘技術在高校教學評價中的應用研究[D].焦作：河南理工大學,2010.

[9] 劉曉霞. 數據挖掘技術在高校教學管理系統中的應用研究[D].青島：中國海洋大學,2010.

[10] 張烈平,馮 兵,李德明. 地方本科高校實踐教學質量監控體系的構建與實踐[J]. 實驗技術與管理,2013(7):193-197.

[11] 孫韓林,王忠民. 基于云平臺的計算機實踐教學系統研究[J]. 計算機教育,2015(13):67-71.

[12] 路 遙,范雪松,丁萬東. 計算機實踐教學的實驗平臺建設[J]. 實驗室研究與探索,2013(10):457-460.

[13] 王秀友,王 浩,孫 剛,等.基于開放型平臺的計算機實踐教學體系研究[J]. 計算機教育,2014(3):23-26.

[14] 關雪梅. 民辦院校計算機基礎課程實踐教學體會——基于百科園“自主學習,自主測評”平臺系統[J]. 軟件工程師,2015(3):41-42.

[15] 董 晨,王海洲,陳智罡,等. 基于Moodle平臺的計算機網絡技術實踐教學研究[J]. 計算機教育,2015(8):26-27.

On Practical Teaching Resource Quality Monitoring Model

CHENYan-ping,WANGZhong-min,SUNHan-lin,NIUXiao-chen,SHUXin-feng

(School of Computer Science, Xi’an University of Posts and Telecommunications, Xi’an 710121, China)

In order to solve the problem of practice teaching in domestic universities, this paper proposes a practical teaching resource sharing management mode and quality monitoring mechanism based on cloud platform. Through the adoption of cloud computing technology, the practice teaching resources will be shared. By the use of the data about practice teaching which is collected by the cloud platform, we can monitor the quality of teaching and find and solve the problem quickly. It can also provide comprehensive decision-making basis for the corresponding management institutions.

practical teaching; cloud platform; quality monitoring

2015-08-20

陜西公辦普通本科高等學校教學改革研究項目(13BY68)

陳彥萍(1979-)，女，陜西銅川人，博士，教授，系主任，研究方向：網絡管理、服務計算。E-mail：chenyanping@xupt.edu.cn

G 642.0

A

1006-7167(2016)01-0102-04